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溶解氧儀 溶解氧儀 溶解氧儀是測量溶解在水溶液內(nèi)的氧氣的含量。 氧氣通過周圍的空氣、 空氣流動和光合作用溶解于水中。 可用來測量用來對氧含量會影響反應(yīng)速度、 流程效率或環(huán)境的流程進(jìn)行監(jiān)控：如水產(chǎn)養(yǎng)殖、 生物反應(yīng)、 環(huán)境測試(湖、 溪、 海洋） 、 水/廢水處理、 葡萄酒生產(chǎn)。 目錄 溶解氧儀的定義 環(huán)境影響 應(yīng)用場合 溫度補(bǔ)償 鹽度修正 生化需氧量（BOD） 故障處理 溶解氧測定儀簡明原理 溶解氧儀的定義 溶解氧儀是測量溶解在水溶液內(nèi) 的氧氣的含量。 氧氣通過周圍的空氣、 空氣流動和光合作用溶解于水中。通過呼吸和分解作用， 溶解氧會在水中消耗， 主要依靠空氣和光合作用進(jìn)行補(bǔ)充。 水中氧的含量主要取決于溫度。 溫水的氧濃度要低于冷水。 但溶氧含量過高對動植物會有害。溶氧電極可以用來測量現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室內(nèi) 被測樣品水溶液內(nèi) 的溶氧含量。 由于溶解氧是水的質(zhì)量的主要指標(biāo)之一， 因此溶氧電極可廣泛用于各種場合下的溶氧含量的測量， 尤其是養(yǎng)殖水、 光合作用和呼吸作用及現(xiàn)場測量。 在對溪水和湖水支持生物存活的能力進(jìn)行評估時(shí)， 要進(jìn)行生化需氧量測試（ BOD） 在消耗氧氣的含有有機(jī)物的樣品水溶液變腐時(shí)對其進(jìn)行測量并確定溶氧濃度和樣品水溶液溫度之間的關(guān)系。

溶氧電極用一薄膜將鉑陰極， 銀陽極， 以及電解質(zhì)與外界隔開， 一般情況下陰極幾乎是和這層膜直接接觸的。 氧以和其分壓成正比的比率透過膜擴(kuò)散， 氧分壓越大，透過膜的氧就越多。 當(dāng)溶解氧不斷地透過膜滲入腔體， 在陰極上還原而產(chǎn)生電流， 此電流在儀表上顯示出來。 由于此電流和溶氧濃度直接成正比，因此校正儀表只需將測得的電流轉(zhuǎn)換為濃度單位即可。溶氧濃度通常用 mg/L（ 每升水的溶氧量） 或 ppm（ 百萬分之幾） 。 有些儀表將計(jì)算出的氧含量和觀察到的濃度進(jìn)行比較得出 飽和度百分比（ O2％ sat.）確定溶氧有兩種方式溶解氧儀， 極譜式和原電池式。 極譜式電極需儀表輸入一電壓對電極進(jìn)行極化。 由于外加電壓可能要 1 5 分鐘才能穩(wěn)定， 因此極譜式電極使用前通常要進(jìn)行預(yù)熱確保電極能妥當(dāng)極化。 原電池式的兩個(gè)極由兩種不同的能自 發(fā)極化產(chǎn)生電壓的金屬構(gòu)成。 由于原電池式的電壓是自 發(fā)產(chǎn)生而不是外界提供的， 因此原電池式電極使用時(shí)無需極譜式電極極化所需的“預(yù)熱”。 環(huán)境影響 適當(dāng)?shù)娜苎鯇玫乃|(zhì)是必不可少的， 所有的生命形態(tài)都需要氧。 天然的溪水凈化過程要求有恰當(dāng)?shù)难鹾抗┙o有氧生命形態(tài)。 如水中的氧含量低于 5.0mg/L， 水生物生存就有困難， 濃度越低越困難。

如氧含量低于 1 -2mg/L 并持續(xù)幾小時(shí)將導(dǎo)致水生物大批死亡。 應(yīng)用場合 溶氧電極可用來測量用來對氧含量會影響反應(yīng)速度、 流程效率或環(huán)境的流程進(jìn)行監(jiān)控： 如水產(chǎn)養(yǎng)殖、 生物反應(yīng)、 環(huán)境測試(湖、 溪、 海洋） 、 水/廢水處理、 葡萄酒生產(chǎn)。 溫度補(bǔ)償 對標(biāo)準(zhǔn)溶氧測量說， 溫度影響到氧的溶解度和擴(kuò)散速度， 因此必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 鹽度修正 溶解鹽的存在限制了 可溶解于水的氧的含量。 氧的濃度和分壓之間的關(guān)系隨著每份樣品溶液鹽度的不同而變化， 因此多數(shù)的儀表制造商提供人工調(diào)節(jié)鹽度來修正由離子濃度不同而造成的變化。 生化需氧量（ BOD） BOD 測試一般用于污水處理廠，水處理廠需要知道微生物分解有機(jī)物質(zhì)時(shí)從水中消耗的氧的量溶解氧儀， 這點(diǎn)很重要。 該測試可使水處理廠確定水處理的效力或仍然存在的污染量。 通過測量特定培養(yǎng)期起始及終止時(shí)溶解于樣品內(nèi) 的氧的含量可以確定廢水、排出液和污水的相對需氧量。 可通過測出 時(shí)間 1 的溶氧（ T1 ） ， 減去時(shí)間 2 的溶氧（ T2） ； 將該數(shù)值乘以最終樣品體積（ VF） 并除以最初樣品體積（ V） 來計(jì)算出 BOD。

BOD (mg/L) = (T1 – T2)VF/V 故障處理 使用極譜式電極時(shí)， 校正或測量前要預(yù)熱至少 1 5－30 分鐘。為確保膜的電解液內(nèi) 沒有氣泡， ASI 膜帽在設(shè)計(jì)上要求在裝上膜頭時(shí)要排除掉所有液腔內(nèi) 的空氣。膜表面上不能留有任何氣泡， 否則它 會將氣泡當(dāng)作氧飽和樣品進(jìn)行讀數(shù)。即使使用的是帶有自 動溫度補(bǔ)償?shù)膬x表，也要在接近樣品溶液的溫度下校正電極。電極應(yīng)在空氣中校正液化氣報(bào)警器， 以空氣作為 1 00％ 的飽和溶解氧標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。由于電極對氧的消耗， 探頭表面氧的濃度會瞬間降低， 因此測量時(shí)要對溶液進(jìn)行攪拌， 這很重要。如膜已破損則要進(jìn)行更換。 溶解氧測定儀簡明原理 常見的溶氧儀多采用隔膜電極作換能器， 將溶氧濃度（ 實(shí)際上是氧分壓） 轉(zhuǎn)換成電信號， 再經(jīng)放大、 調(diào)整（ 包括鹽度、 溫度補(bǔ)償） ，由模數(shù)轉(zhuǎn)換顯示。溶氧儀實(shí)用的膜電極有兩種類型： 極譜型（ Polarography） 和原電池型(Galvanic Cell)。 極譜型（ Polarography） ： 電極中溶解氧儀， 由黃金（ Au） 環(huán)或鉑（ Pt） 金環(huán)作陰極；銀-氯化銀（ 或汞-氯化亞汞） 作陽極。 電解液為氯化鉀溶液。

陰極外表面覆蓋一層透氧薄膜。 薄膜可采用聚四氟乙烯、 聚氯乙烯、 聚乙烯、 硅橡膠等透氣材料。 陰陽兩電極之間外加 0.5～１ .５ 伏的 極化電壓。 有的極化電壓為 0.7 伏。 當(dāng)溶解氧透過薄膜到達(dá)黃金陰極表面， 在電極上發(fā)生如下反應(yīng)。陰極被還原： O2+2H2O+4e→4OHˉ 同時(shí)， 陽極被氧化： 4Clˉ+4Ag-4e→4AETl 在正常情況下， 上述還原-氧化反應(yīng)產(chǎn)生的擴(kuò)散電流 i∞之值與溶氧濃度成正比。可用下式表示：i∞=nFA（ Pm/L） Cs 式中： i∞－穩(wěn)定狀態(tài)的擴(kuò)散電流 n－得失電子數(shù) F－法拉第常數(shù)（ 96500 庫侖）A－陰極表面積（ 平方厘米）Pm－薄膜的滲透系數(shù)（ 厘米 2/秒）L－薄膜的厚度（ 厘米）Cs－溶解氧濃度（ ppm）當(dāng)電極結(jié)構(gòu)和薄膜確定之后， 式中 A、 Pm、 L、 n 等均為常數(shù)。 令 K= nFA（ Pm/L） ， 則上 式中： i∞=KCs。因此可見， 只要測得擴(kuò)散電流 i∞， 即可測得溶解氧濃度。 為消除溫度、 鹽度和氣壓因素影響， 各型號產(chǎn)品采用各自 技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。原電池型(Galvanic Cell)： 當(dāng)外界氧分子透過薄膜進(jìn)入電極內(nèi) 相到達(dá)陰極的三相界面時(shí)， 產(chǎn)生下式反應(yīng)。

銀陰極被還原： O2+2H2O+4e→4OHˉ 同時(shí)， 鉛陽極被氧化： 2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O 即： 氧在銀陰極上被還原為氫氧根離子， 并同時(shí)向外電路獲得電子； 鉛陽極被氫氧化鉀溶液腐蝕， 生成鉛酸氫鉀，同時(shí)向外電路輸出電子。 接通外電路之后環(huán)氧乙烷檢測儀， 便有信號電流通過， 其值與溶氧濃度成正比。

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